Medição de nível - medidores diretos - parte 1

Qual seria a importância  de quantificar um produto armazenado? Quanto de produto foi utilizado em uma receita? Qual o balanço de material gasto? Qual o planejamento de pedidos da matéria prima desejada em função da sua utilização?

A medição e controle de nível tem grande importância, podemos medir a quantidade de produto em um tanque de armazenamento de matéria prima, podendo assim prever quantas produções podem ser realizadas antes de solicitar novamente o enchimento desse tanque, influenciando diretamente na decisão dos gestores de produção, medir a quantidade de produto que está sendo utilizado em uma determinada produção, medir a quantidade de produto acabado armazenado que será vendido (controle de custos e inventário), em medições de segurança de processos evitando transbordamentos de produtos perigosos ou quebra de equipamentos, dependendo da situação podemos até medir vazão através do nível como pode ser feito em calhas Parshall e vertedouros.

O intuito desse artigo é descrever algumas técnicas de medição de nível que podem ser aplicadas, dependendo, obviamente, das condições de processo, cabendo a equipe multidisciplinar definir em consenso qual o melhor equipamento a ser instalado e a precisão desejada.

Esse artigo será dividido em três partes de acordo com as classificações abaixo:

Classificação e tipo de medidores de nível

A medição de nível de produto em um equipamento é efetuada de forma a manter a variável em um valor fixo, entre valores pré-determinados ou para determinar a quantidade de massa ou volume.

Existem três métodos de medição utilizados, sendo esses:

• Medição direta:

É a medição que tem como referência a posição do plano superior do produto medido, sendo elas:

- Réguas ou gabaritos

- Visores de nível

- Boia ou flutuadores

• Medição indireta:

É o método de medição que determina o nível em função de uma segunda variável, podemos citar:

- Pressão diferencial

- Borbulhador

- Empuxo

- Capacitivo

- Radar

- Ultrassônico

- Por peso (células de carga)

- Radioativo

• Medição descontínua

Método de medição pontual utilizando sensores que não podem medir continuamente, impondo assim um limite físico, normalmente são utilizados em caso de segurança, até porque trabalham em um limite máximo de atuação até ocorrer sua falha, sendo alguns deles:

- Chave de nível por eletrodo

- Chave de nível vibratória

- Chave de nível capacitiva

- Chave de nível tipo boia magnética

- Chave de nível tipo boia lateral

- Chave de nível tipo pêra

- Chave de nível tipo pá rotativa

As medições realizadas com método direto são as preferíveis, principalmente por não sofrer tantas influências por condições externas que afetam as medições de nível, como a temperatura (muda a densidade), pressão, concentração em caso de misturas (lembrando que a densidade final de um produto depende da densidade dos produtos envolvidos e sua quantidade na mistura), e o fato de que não depende de fonte de energia externa para funcionar, em caso de queda de energia ainda é possível realizar a medição local.

Sabemos que na maioria das vezes isso não é possível, sendo assim atualmente as medições por métodos indiretos as mais utilizadas, sendo que com o avanço tecnologia atingem uma excelente precisão e pode ser instalados nas mais diversas situações possível, possuindo recursos para otimizar as medições quando conhecemos as interferência possíveis.

As medições descontínuas, como dito anteriormente, são implementadas em medições pontuais, sendo normalmente utilizadas como intertravamento de segurança, principalmente para evitar transbordo em tanques.

Medidores de nível por medição direta

• Medidor de nível tipo régua ou gabarito

É uma régua graduada com comprimento especifico relacionado ao tamanho do tanque/equipamento que será introduzido dentro do reservatório para medição do nível.

A determinação do nível será realizada através da leitura direta do comprimento marcado na régua pelo nível. São instrumentos simples, com baixo custo para medições instantâneas locais, a graduação da régua pode ser feita em volume, massa, comprimento ou porcentagem, sendo sua fabricação realizada em função da temperatura do produto medido, devido a dilatação.

Tanque com régua graduada

• Visor de nível

Instrumento que trabalha pelo princípio dos vasos comunicantes.  Um tubo transparente é colocado a partir de um ponto base até um ponto considerado topo, permitindo a leitura local precisa do nível do produto ou até mesmo de interface entre líquidos imiscíveis, mesmo para altas pressões e temperaturas, até um limite lógico.

Alguns tipos de visor de nível

Visor de nível para caldeiras

• Medidor tipo flutuador

Medidor de Nível com flutuador interno

Neste medidor de nível, dispositivo esférico é colocado a flutuar no tanque, seu movimento vertical é convertido pela alavanca em movimento rotativo para

um indicador externo.

O flutuador é desenhado de modo que a linha de centro da esfera coincida com o nível da superfície do líquido, proporcionando uma máxima sensibilidade na mudança de nível.

Flutuador interno

 

Medidor de nível com flutuador externo

Neste medidor o flutuador é colocado em uma câmara montada do lado de fora do tanque. Conforme varia o nível do flutuador movimenta-se verticalmente.

Este por sua vez transmite esta variação ao elemento indicador através de um sistema de alavancas.

Sua vantagem sobre o sistema com flutuador interno está no fato deste ser menos afetado por oscilações na superfície do líquido contido no tanque ou por sua vaporização.

Com este medidor pode-se obter o nível em tanques sob pressão ou vácuo, medir nível de interface entre dois líquidos de densidade diferentes e medir nível de líquidos corrosivos.

Flutuador externo

Medidor de nível tipo flutuador livre

Medidor de nível tipo flutuador livre indica a variação do nível do líquido através do movimento ascendente e descendente do flutuador ligado por meio de uma fita metálica ou corrente a um peso.

Flutuador livre

 O próximo artigo sobre nível estarei falando sobre os medidores de nível por medição indireta